聊聊云计算架构的几个设计原则

《聊聊云计算架构的几个设计原则》要点：
本文介绍了聊聊云计算架构的几个设计原则，希望对您有用。如果有疑问，可以联系我们。

作者:娄恒

编辑:Sharon

关于“架构”概念的介绍,包括：

• “事物的组织、结构或格局.”  — 《现代汉语大词典》
• “建筑的科学或艺术.” — 《牛津辞典》
• “① 建造,构筑 ；② 框架,支架.– 《新华词典》

古罗马建筑师维特鲁威提出架构的概念：架构是由功能(实用)、美感(美观)和结构(坚固)这些元素组成的.

企业 IT 架构的设计不仅仅是注重某一个系统能力,更需要给企业一个可进化的、可持续发展、不断创新的平台.业务持续变更将成为“新常态”.架构师们既需要满足企业 IT 中高可靠、高安全、一致性、合规性要求,有需要满足创新 IT 所需要的灵活、快速、伸缩的挑战.

Gartner 给企业新的 IT 架构的标准答案是：双模 IT.既需要兼顾传统 IT 需求(稳定、合规、可靠)、有需要满足创新 IT 的需求(敏捷、试错、快速迭代).但是没有适合解决所有问题的万能药(No More One Size Fits All).现实的问题是双模 IT 需要怎样的新型的 IT 架构来实现呢?

企业需要具备优秀的云架构师,来帮助实现企业双模 IT 架构云化转型.那么企业云架构师需要哪些必要的基本原则呢?下面我来整体介绍下.

原则一：不要与趋势为敌

Gartner 报告分析全球数据中心平均资源利用率不到 12% ,麦肯锡(McKinsey)认为可能更低,大约在 6%.企业自建数据中心普遍面临平均资源利用率不高、能耗过大、资源弹性无法快速等问题.云计算出现,无疑是给企业用户带来的巨大的红利, 可以让客户不用再承担不必要的资源成本,按照实际计算需要来消费 IT. 云计算已经覆盖了几乎所有的行业,企业对云计算的接受度、信任度,相比于前几年也已经有了明显的增长.

在风口(趋势)面前,所有的阻力都显得会非常无力.几组数据将显示出云计算的整体趋势：

• 公有云进入快车道,逐渐成为主流：Gartner 数据显示,2016 年全球 IaaS 投入增长为 38.4%,达到了 224 亿美元,并预计到 2020 年,全球 IaaS 投入将增至 560.5 亿美元,复合年增长率将达到 29%.
• 企业自建数据中心不断减少：Gartner 预测未来企业数据中心将会不断消失,逐渐会向公有云上迁移.
• 公有云和企业 IT 会长期并存,形成混合云形态：根据 Gartner 预测,在 2017 年全球公有云服务市场规模预计增长 18%,相比 2016 年的 2092 亿美元,总数将达 2468 亿美元.但相比全球总的 IT 开销来看,全球 3.8 万亿美元的 IT 总开销相比,还只是刚刚起步.长期开看,企业自有 IT 和公有云会长期并存,形成混合云形态.

原则二：混合云成为必然

 

企业架构师需要具备双模 IT 的思想,双模 IT 的实现基础是混合云架构.根据 IDC 的预测,未来 3 年内将会有超过 80% 的企业会采纳混合云模式部署,大幅推动组织变革和业务创新.混合云成为企业必然的选择：

• 私有云部分负责承担关键业务、敏感数据、合规性要求、交易型平台.
• 公有云部分负责承担交互类应用、创新类业务、数字化业务服务等
• 私有云和公有云之间可以进行平滑的负载迁移,在私有云高负载的情况下,部分业务可以平滑迁移到公有云部署；公有云业务随着企业管控要求,可以随时回归到私有云环境中；公有云和私有云可以进行混合型业务部署,私有云承担关键业务交易,公有云承担读写分离式的查询业务(类似于 12306).

原则三：打通任督二脉

另一方面从企业应用特点来看,企业 IT 系统的架构形态两极化发展：一种是状态要求高的交易型应用；另一种是系统状态要求低的交互型应用.交易型的强状态或重状态应用则往往对数据的一致性有很高的要求.交互型的无状态或弱状态应用特点,通常业务链条都比较短,数据不需要强一致性保存.

所以一个优秀的云架构师需要能够很好的适应不同需求,来选择一个打通任督二脉的云服务平台,既可以提供无状态化的云服务(MySQL、Sharding、NoSQL、Hadoop)、又可以提供重状态化的云服务(Oracle RAC).这样在应用架构设计时才可以更好的兼顾企业混合型应用需求.

原则四：开放自由的选择能力

对于上云的客户,最担心的就是上云被绑架的问题,上云后下不来.作为云架构师,需要给企业选择和构建一个上下自如的云平台.可以把企业各类负载(数据库、中间件、虚拟化、数据同步等)平滑迁移上云,也可以在峰值过后,平滑地回退到企业自由数据中心中来.而不需要额外的应用代码修改,这才是混合云架构的关键所在.

另一方面,单纯依靠远程云端部署的计算和存储能力很难满足企业的全部需求,我们看到很多大中型企业对云计算还有以下几个方面的要求：

数据主权

• 要遵循合规性、法律和隐私方面的要求.
• 敏感数据本地保存.
• 符合其它安全保密规范要求.

控制权

• 对关键业务系统要保持 100% 的可控.
• 有自己的防火墙、负载均衡器、硬件 VPN 等.
• 非常高的 SLAs 要求.

低延迟

• 与后端 mainframes, databases, ERPs 等需要近乎零的低延迟链接.
• 专用的基础设施可以提供更低的延迟.

自主选择

• 在本地运行云.
• 按需在公有云或本地私有云中运行.
• 无论公有云还是私有云,要有相同的体验.

所以,云架构师需要能够根据企业应用特点,来自由地选择应用的部署模式,可以采用一套软件开发后,自如的选择在公有云部署、私有云部署、混合云部署等多种形态,业务负载可以按需平滑的迁移(无需应用修改).这样才是企业追求的混合云的终极目标：虚拟化数据中心.

原则五：高可靠

可靠性设计永远是架构师需要考虑的主要因素之一.在企业自有数据中心上,大型 IT 系统经常会谈到“两地三中心”架构 (即生产数据中心、同城灾备中心、异地灾备中心).这种模式下,主要设计目标是防范各种级别的故障隔离.所以 MAA 最大可用性架构 (Max Availability Architecture ) 是高可用追求的理想目标.

在云计算的世界里,多数据中心的高可用架构可以借助多 Region 和 MAA 架构结合方式来实现.Region 是云计算中经常谈到的一个重要概念,也是云平台架构设计中很重要的一个部分.在一个 Region 内,云厂商可以设置多个可用区(AD),在多个 AD 间提供高速的网络能力.云架构师可以轻松地选择部署多种可用性配置.例如：在不同 Region 间实现远距离的灾备部署,在一个 Region 中的不同 AD,可以部署零数据丢失的数据同步,保证当一个 AD 出现故障时,应用连续性和数据无丢失.在一个 AD 内,可以通过 RAC 类似的架构部署,来提供服务器的高可用保护能力.

云计算选择的标准

企业在选择云计算平台时,要坚持以下六项标准：

1. 性能 (Performance)

企业需要更快的应用和分析,以更快的速度获取所需的信息.因此,卓越的性能和处理能力是企业选择云平台的关键.

2. 成本 (Cost)

简化后的 IT 架构,能够帮助企业省下购买设备、软件和维护项目和费用,同时减少 IT 人力资源的投入.能够优化运维人力的调度,降低 IT 维护项目的人力投入,进而可将更多的资源放在促进业务需求和 IT 技术的结合,帮助企业创新.

3. 安全性 (Security)

云计算平台在芯片、IaaS、PaaS、SaaS 各层都应部署完整的安全防护,安全控制将围绕着数据中心(物理基础设施)、访问安全、网络安全、存储安全、数据安全等多个方面展开.

4. 兼容性 (Compatibility)

混合云是大势所趋,企业应能在不停机的状况下,自由地在云上和本地环境往返测试、部署,通过单一的管理工具就能同时管理云上和本地部署的环境.

5. 可用性 (Availability)

云计算平台应能保证当灾难发生且一个数据中心出现问题时,另一个数据中心够实时运行,最大限度地确保企业业务的连续性.

6. 标准化 (Standard)

云计算平台应引入业界标准,例如 SQL、Hadoop、NoSQ、Java、Ruby、Node.js、Linux、Docker 等.

本着上述六项标准,企业可以自己选择部署私有云或公有云,不需要一次性把既有系统全部更换为新系统,而是按照具体业务需求,从服务器、存储、数据库、中间件到应用层,逐个服务添加,通过模块化、集成化的模式简化 IT,满足企业对业务创新、合规性和成本可控、以及系统敏捷性的需求.

作者介绍

娄恒,甲骨文云计算和大数据解决方案部门技术总监.先后供职于中国邮政,亚信科技,IBM 等公司,带领团队服务中国移动、中国联通、中国电信、中国银行、工商银行等大型客户重要项目.助力企业云计算、大数据项目规划、咨询和落地.

文章来自微信公众号：聊聊架构

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